北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:电力输配电线路监测评论正文

基于正序分量的多端输电线路精确故障定位研究

2018-09-13 09:27来源:电网技术作者:刘瑞麟 邰能灵等关键词:多端输电线路精确故障定位三端输电线路收藏点赞

投稿

我要投稿

3 算例仿真

为验证本文所提出的算法正确性,本文利用PSCAD软件进行仿真分析,采用全波傅里叶滤波,窗口时间20 ms,采样频率2400 Hz,每周波采48个点。

3.1 三端线路故障定位仿真验证

以图5所示线路中故障发生在L1支路,故障类型为A相短路接地,过渡电阻10 Ω,故障点距离分支接点O处30 km的事故为例,并选取L1为基准支路,L2为对照支路,其余参数见表1。此时依据长线方程计算所得正序基波电压沿上述两支路分布情况如图8所示,其中粗虚线、粗实线分别为算法第一、二步中电压沿线路的分布情况,细实线为辅助延长线,UPFCUPFC指正序基波电压。可见仿真结果所绘图8与图3中所示原理完全一致。

微信图片_20180913093516.png

表1 三端线路参数

微信图片_20180913091829.png微信图片_20180913091835.png

图8 线路沿线正序基波电压

由式(24)可知,仿真计算所得判别矩阵中,L1支路所在行均有解,列均无解,符合算法原理中所述特征,有效识别出故障位于L1支路,并对所在行各有效值求解算术平均值,测得故障距离分接点O处29.990 34 km,测距误差仅为0.016%。故算法的正确性在仿真中得到证实。

进一步检验不同故障支路、故障类型和过渡电阻下算法的有效性和高精度性,见表2。表3为多端线路参数。

3.2 多端线路故障定位仿真验证

表5表明当故障位于分支接点附近时,本文方法能够正确判别故障所在支路,同时保证较好的测距精度,故本算法对减小多端线路中测距死区的范围具有较好的效果。

本文方法中由于虚拟故障点必然比实际故障点更加远离分支接点,同时图4中所示原理在构造判别矩阵时已经考虑了互感器可能存在的测量误差,当二次侧设备测量误差较大时,本文方法会受一定影响,但是可以加强滤波,减小二次侧设备测

表2 三端线路在不同故障类型、过渡电阻下的仿真结果

微信图片_20180913091947.png表3 多端线路参数

微信图片_20180913091953.png

量误差的影响。因此本文方法对于故障支路的判别较为准确,在测量过程中存在一定误差时,依然能够保持较好的测距精度。

表6列出了三端线路分支接点附近发生A相高阻接地故障时,本文方法与传统方法(以文献[20]为例)的比较结果,其中故障距离均指距离O点的长度,对比仿真均采用本文仿真时所用系统和参数,但因数据处理及其他因素影响,仿真和计算分析环境可能略有差异。从表6可以看出,传统方法在故障位于分支接点附近时失效,由于无法正确判别故障所在支路,进而无法正确实现故障测距,表6中以*号表示传统方法无法正确测距的情况。

4 结语

针对传统多端线路故障定位中普遍存在的测距死区问题,本文提出一种基于正序基波分量的多端线路精确故障定位算法。本算法基于正序基波分

表4 多端线路在不同故障类型、过渡电阻下的仿真结果

微信图片_20180913092131.png

表5 多端线路分支接点附近不同故障类型、过渡 电阻下的仿真结果

微信图片_20180913092140.png

量,采用双端方程有解和无解两种对立状态作为故障支路判别依据。大量仿真结果显示该算法不受故障类型、过渡阻抗、系统阻抗及系统运行方式等的影响,能保证较高的测距精度。此外本算法将多端

表6 三端线路中分支接点附近故障时测距结果对比

微信图片_20180913092145.png

线路故障支路判别与故障测距融为一体,无需事先判别故障所在支路,同时对减小分支接点附近的测距死区范围也具有较好的效果。

作者简介:

刘瑞麟(1992),男,硕士研究生,研究方向为电力系统保护与控制、电网可视化等,E-mail:lrldyx16380@163.com;邰能灵(1972),男,教授,通信作者,博士生导师,研究方向为电力系统继电保护、高压直流输电、新能源等,E-mail:nltai@sjtu.edu.cn;

范春菊(1967),女,副教授,长期从事继电保护及电站综合自动化的研究及教学工作;

黄文焘(1989),男,博士,讲师,研究方向为电力系统保护与控制、微电网等;

刘志远(1992),女,硕士研究生,主要研究方向为电力系统稳定与控制。基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFB0900601); 国家自然科学基金项目(51377104);

参考文献

[1] 王波,江全元,顾伟,等.一种适于多分支输电线路的故障定位新方法[J].电网技术,2013,37(4):1152-1158. Wang Bo,Jiang Quanyuan,Gu Wei,et al.A novel fault location method suitable for transmission line with multi branches[J].Power System Technology,2013,37(4):1152-1158(in Chinese).

[2] 康小宁,索南加乐.基于参数识别的单端电气量频域法故障测距原理[J].中国电机工程学报,2005,25(2):22-27. Kang Xiaoning,Suonan Jiale.Frequency domain method of fault location based on parameter identification using one-terminal data[J].Proceedings of the CSEE,2005,25(2):22-27(in Chinese).

[3] 田羽,范春菊,龚震东.带同杆双回线的T型线路故障分支判定算法[J].电力系统自动化,2006,30(21):71-76. Tian Yu,Fan Chunju,Gong Zhendong.Faulted line ing method of T circuit of parallel transmission lines[J].Automation of Electric Power Systems,2006,30(21):71-76(in Chinese).

[4] Izykowski J,Rosolowski E,Saha M M,et al.A fault-location method for application with current differential relays of three-terminal lines[J].IEEE Trans on Power Delivery,2007,22(4):2099-2107.

[5] 陈旭,朱永利,赵雪松,等.考虑线路长度变化的T型线路行波测距[J].电网技术,2015,39(5):1438-1443. Chen Xu,Zhu Yongli,Zhao Xuesong,et al.Traveling wave fault location for T-Shaped transmission line considering change of line length[J].Power System Technology,2015,39(5):1438-1443(in Chinese).

[6] 刘鹏辉,黄纯.基于动态时间弯曲距离的小电流接地故障区段定位方法[J].电网技术,2016,40(3):952-957. Liu Penghui,Huang Chun.A fault section location method for small-current grounding fault in distribution network based on dynamic time warping distance[J].Power System Technology,2016,40(3):952-957(in Chinese).

[7] 范新桥,朱永利.基于双端行波原理的多端输电线路故障定位新方法[J].电网技术,2013,37(1):261-269. Fan Xinqiao,Zhu Yongli.A novel fault location scheme for multi-terminal transmission lines based on principle of double-ended traveling wave[J].Power System Technology,2013,37(1):261-269(in Chinese).

[8] 张永健,胥杰,孙嘉.基于静态小波变换的T型输电线路行波测距方法[J].电网技术,2012,36(6):84-88. Zhang Yongjian,Xu Jie,Sun Jia.Travelling wave fault location for three-terminal transmission line based on static wavelet transform[J].Power System Technology,2012,36(6):84-88(in Chinese).

[9] 贾惠彬,赵海锋,方强华,等.基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法[J].电力系统自动化,2012,36(2):96-100. Jia Huibin,Zhao Haifeng,FangQianghua,et al.Single-phase earth fault location method for distribution network based on multi-terminal traveling wave[J].Automation of Electric Power Systems,2012,36(2):96-100(in Chinese).

[10] 张广斌,束洪春,于继来,等.不依赖双侧时钟同步的输电线双端行波测距[J].电工技术学报,2015,30(20):199-209. Zhang Guangbin,Shu Hongchun,Yu Jilai,et al.Double-ended travelling wave fault location independent[J].Transactions of China Electro Technical Society,2015,30(20):199-209(in Chinese).

[11] 姜宪国,李博通,张云柯,等.基于电压序量变化量的超高压混合线路故障测距方法[J].电网技术,2015,39(12):3578-3583. Jiang Xianguo,Li Botong,Zhang Yunke,et al.A fault location method for extra-high voltage mixed lines based on variation of sequence voltage[J].Power System Technology,2015,39(12): 3578-3583(in Chinese).

[12] 牛睿,梁军,贠志皓,等.基于故障距离区间的混联线路单端行波测距[J].电网技术,2015,39(1):156-163.Niu Rui,Liang Jun,Yun Zhihao,et al.A fault distance interval based single terminal traveling wave fault location method for hybrid transmission lines[J].Power System Technology,2015,39(1): 156-163(in Chinese).

[13] 雷勇,何晓,周聪聪.一种单端注入多端检测的配电网故障分支判定方法[J].电网技术,2016,40(10):3243-3249. Lei Yong,He Xiao,Zhou Congcong.A distribution network fault branch identification method using single-ended injecting and multi- terminal detecting[J].Power System Technology,2016,40(10): 3243-3249(in Chinese).

[14] 杨荦源,舒勤.基于线模行波突变的配电网全架空线路单相接地的多端检测定位新方法[J].电力系统保护与控制,2016,44(9):21-28. Yang Luoyuan,Shu Qin.A new multiterminal detecting location method of single-phase grounding to the overhead-line for distribution network based on travelling-wave mutation of line-mode[J].Power System Protection and Control,2016,44(9):21-28(in Chinese).

[15] 王波,周昱勇.基于PMU的多端传输线路故障定位新方法[J].电力系统保护与控制,2009,37(12):32-35.Wang Bo,Zhou Yuyong.A novel PMU-based fault location algorithm for multi-terminal transmission line[J].Power System Protection and Control,2009,37(12):32-35(in Chinese).

[16] Hong Yushen,Wen Junzhang,Yu Boduan,et al.A new PMU-based fault location algorithm for three-terminal[J].Advanced Materials Research,2013,2203(634):3925-3929.

[17] 陈旭,朱永利,高艳丰,等.基于故障分支快速辨识的T型高压输电线路故障定位新算法[J].电力系统自动化,2016,40(4):105-111. Chen Xu,Zhu Yongli,Gao Yanfeng,et al.A new fault location algorithm for high-voltage three-terminal transmission lines based on fault branch fast identification[J].Automation of Electric Power Systems,2016,40(4):105-111(in Chinese).

[18] 束洪春,高峰,陈学允,等.T型输电系统故障测距算法研究[J].中国电机工程学报,1998,18(6):28-33. ShuHongchun,Gao Feng,Chen Xueyun,et al.A study on accurate fault location algorithm of EHV T-connection to three terminals[J].Proceedings of the CSEE,1998,18(6):28-33(in Chinese).

[19] 林富洪,王增平,曾惠敏.基于测距函数相位特性的T型高压线路故障定位原理[J].中国电机工程学报,2011,31(13):107-113. Lin Fuhong,Wang Zengping,Zeng Huimin.A novel fault location algorithm based on phase acteristics of fault location function for three-terminal transmission lines[J].Proceedings of the CSEE,2011, 31(13):107-113(in Chinese).

[20] 施世鸿,何奔腾,张武军.T型高压输电线路故障测距[J].中国电机工程学报,2008,28(25):28-32. ShiShihong,He Benteng,Zhang Wujun.Fault location for HV three-terminal transmission lines[J].Proceedings of the CSEE,2008, 28(25):28-32(in Chinese).

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。